JPH0677571A - 光導波路形フィルタ - Google Patents
光導波路形フィルタInfo
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- JPH0677571A JPH0677571A JP22425692A JP22425692A JPH0677571A JP H0677571 A JPH0677571 A JP H0677571A JP 22425692 A JP22425692 A JP 22425692A JP 22425692 A JP22425692 A JP 22425692A JP H0677571 A JPH0677571 A JP H0677571A
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- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発振しにくくゲインの点で優れた半導体光増
幅器を実現可能な光導波路形フィルタを提供する。 【構成】 光導波路のコア６に形成された回折格子の全
てを、少なくとも一部の光導波路の光軸に対して斜めに
形成することにより、所望の波長の光ｂを前記回折格子
により共振させるとともに透過させ、かつ前記回折格子
により生じる反射戻り光ｃを前記光導波路の導波条件で
ある全反射角よりも大きくすることにより前記光導波路
に対して放射モードとした。
幅器を実現可能な光導波路形フィルタを提供する。 【構成】 光導波路のコア６に形成された回折格子の全
てを、少なくとも一部の光導波路の光軸に対して斜めに
形成することにより、所望の波長の光ｂを前記回折格子
により共振させるとともに透過させ、かつ前記回折格子
により生じる反射戻り光ｃを前記光導波路の導波条件で
ある全反射角よりも大きくすることにより前記光導波路
に対して放射モードとした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反射戻り光量を抑圧し
た光導波路形フィルタに関するものである。
た光導波路形フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の光導波路形フィルタを光増
幅器と組合わせたバンドパス形の光増幅系の構成概念図
を示す。図中、１，３，５はパッシブ光導波路、２は半
導体光増幅器、４はλ／４シフト導波路形フィルタであ
る。この光増幅装置の目的は波長１．５５μｍの信号光
を増幅することである。
幅器と組合わせたバンドパス形の光増幅系の構成概念図
を示す。図中、１，３，５はパッシブ光導波路、２は半
導体光増幅器、４はλ／４シフト導波路形フィルタであ
る。この光増幅装置の目的は波長１．５５μｍの信号光
を増幅することである。
【０００３】この光増幅装置の動作は以下の通りであ
る。信号光ａとして波長１．５５μｍの光がパッシブ光
導波路１を伝播してきたとする。この光は半導体光増幅
器２により増幅されるが、半導体光増幅器２の帯域は１
００ｎｍと広い。従って、信号光のみならず増幅された
自然放出光（Amplified-Spontaneous-Emission: ＡＳ
Ｅ) も出射され増幅光ｂとしてパッシブ光導波路３を伝
搬する。ｃは反射戻り光である。従って、このままで
は、Ｓ／Ｎ比が極めて劣化するので、ＡＳＥをフィルタ
して、所望の１．５５μｍの波長のみを出射光ｄとして
取り出す必要がある。そのために、パッシブ光導波路３
とパッシブ光導波路５との間にλ／４シフト導波路形フ
ィルタ４が形成されている。このフィルタ４は光導波路
のコアに波状の回折格子を光導波路の光軸に垂直に形成
するとともに、回折格子内で周期をずらしたものである
（応用物理学会編：半導体レーザの基礎（１８頁），オ
ーム社）。λ／４シフト導波路形フィルタ４の反射特性
を図６に示す。図中Ｌは回折格子の長さである。また、
δβは回折格子のブラッグの波数と導波路光の波数との
差であり、一次の回折格子の場合は δβ＝ｋ−β0 (1) ｋ＝２πｎ／λ (2) β0 ＝２πｎ／λB ＝π／Λ (3) ここで、ｎは光導波路の実効屈折率、Λは回折格子の周
期、λB はブラッグ波長である。
る。信号光ａとして波長１．５５μｍの光がパッシブ光
導波路１を伝播してきたとする。この光は半導体光増幅
器２により増幅されるが、半導体光増幅器２の帯域は１
００ｎｍと広い。従って、信号光のみならず増幅された
自然放出光（Amplified-Spontaneous-Emission: ＡＳ
Ｅ) も出射され増幅光ｂとしてパッシブ光導波路３を伝
搬する。ｃは反射戻り光である。従って、このままで
は、Ｓ／Ｎ比が極めて劣化するので、ＡＳＥをフィルタ
して、所望の１．５５μｍの波長のみを出射光ｄとして
取り出す必要がある。そのために、パッシブ光導波路３
とパッシブ光導波路５との間にλ／４シフト導波路形フ
ィルタ４が形成されている。このフィルタ４は光導波路
のコアに波状の回折格子を光導波路の光軸に垂直に形成
するとともに、回折格子内で周期をずらしたものである
（応用物理学会編：半導体レーザの基礎（１８頁），オ
ーム社）。λ／４シフト導波路形フィルタ４の反射特性
を図６に示す。図中Ｌは回折格子の長さである。また、
δβは回折格子のブラッグの波数と導波路光の波数との
差であり、一次の回折格子の場合は δβ＝ｋ−β0 (1) ｋ＝２πｎ／λ (2) β0 ＝２πｎ／λB ＝π／Λ (3) ここで、ｎは光導波路の実効屈折率、Λは回折格子の周
期、λB はブラッグ波長である。
【０００４】図６からわかるように、δβが零、即ち導
波光の波長λがブラッグ波長λB に等しい場合には共振
が生じ、パワー反射率が零、即ち透過率が１となり、そ
の結果、パッシブ光導波路５に波長１．５５μｍの増幅
された信号光を出射光として取り出すことができる。
波光の波長λがブラッグ波長λB に等しい場合には共振
が生じ、パワー反射率が零、即ち透過率が１となり、そ
の結果、パッシブ光導波路５に波長１．５５μｍの増幅
された信号光を出射光として取り出すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本従来例で
は、回折格子を構成する各格子を光導波路の光軸に垂直
に形成しているため、回折格子からの反射光戻り光ｃが
パッシブ光導波路３を伝搬し、半導体光増幅器２に結合
し、半導体光増幅器２が発振してしまうため、半導体光
増幅器２に流す電流を小さく抑えねばならず、充分大き
なゲインを実現できないという欠点があった。
は、回折格子を構成する各格子を光導波路の光軸に垂直
に形成しているため、回折格子からの反射光戻り光ｃが
パッシブ光導波路３を伝搬し、半導体光増幅器２に結合
し、半導体光増幅器２が発振してしまうため、半導体光
増幅器２に流す電流を小さく抑えねばならず、充分大き
なゲインを実現できないという欠点があった。
【０００６】そこで、本発明の目的はこれらの問題を解
決し、発振しにくくゲインの点で優れた半導体光増幅器
を実現可能な光導波路形フィルタを提供することにあ
る。
決し、発振しにくくゲインの点で優れた半導体光増幅器
を実現可能な光導波路形フィルタを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、コアとクラッドを具備する光導波路
に回折格子を形成した光導波路形フィルタにおいて、全
ての回折格子を、少なくとも一部の光導波路の光軸に対
して斜めに形成することにより、所望の波長の光を前記
回折格子により共振させるとともに透過させ、かつ前記
回折格子により生じる反射戻り光を前記光導波路の導波
条件である全反射角よりも大きくすることにより前記光
導波路に対して放射モードとした。また請求項２では、
請求項１記載の光導波路形フィルタにおいて、前記回折
格子内に位相シフト領域を設けた。また請求項３では、
請求項１又は２項記載の光導波路形フィルタにおいて、
前記光導波路形フィルタと光増幅部とを組合わせるとと
もに、前記組合わせにおいて、前記光導波路形フィルタ
を少なくとも最終段に配置した。
めに、本発明では、コアとクラッドを具備する光導波路
に回折格子を形成した光導波路形フィルタにおいて、全
ての回折格子を、少なくとも一部の光導波路の光軸に対
して斜めに形成することにより、所望の波長の光を前記
回折格子により共振させるとともに透過させ、かつ前記
回折格子により生じる反射戻り光を前記光導波路の導波
条件である全反射角よりも大きくすることにより前記光
導波路に対して放射モードとした。また請求項２では、
請求項１記載の光導波路形フィルタにおいて、前記回折
格子内に位相シフト領域を設けた。また請求項３では、
請求項１又は２項記載の光導波路形フィルタにおいて、
前記光導波路形フィルタと光増幅部とを組合わせるとと
もに、前記組合わせにおいて、前記光導波路形フィルタ
を少なくとも最終段に配置した。
【０００８】
【作 用】本発明によれば、フィルタからの戻り光を光
導波路のカットオフ条件とし、放射させてしまうので戻
り光を抑圧したフィルタを実現でき、半導体光増幅器の
発振を抑えることができ、増幅度の大きな半導体光増幅
器を実現できる。
導波路のカットオフ条件とし、放射させてしまうので戻
り光を抑圧したフィルタを実現でき、半導体光増幅器の
発振を抑えることができ、増幅度の大きな半導体光増幅
器を実現できる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１０】図１と図２に本発明の実施例である導波路
形フィルタ９の斜視図と横断面図を示す。図中、６はコ
アで、光導波路の光軸に対して斜めに形成された回折格
子を有する。６ａは回折格子内に設けられたλ／４シフ
ト領域である。７は回折格子が傾いた（光が反射され
る）方のクラッドである。８は光が反射されない方のク
ラッドである。
形フィルタ９の斜視図と横断面図を示す。図中、６はコ
アで、光導波路の光軸に対して斜めに形成された回折格
子を有する。６ａは回折格子内に設けられたλ／４シフ
ト領域である。７は回折格子が傾いた（光が反射され
る）方のクラッドである。８は光が反射されない方のク
ラッドである。
【００１１】図３は本発明の動作原理を説明する図であ
る。図３におけるパッシブ光導波路３の前に図５に示す
ように半導体光増幅器２があるとする。半導体光増幅器
２から出射された増幅光ｂは波長１．５５μｍの信号光
のみならず、半導体光増幅器２が有するゲインの帯域の
ＡＳＥを含んでいる。図３において本発明の光導波路形
フィルタ９内の回折格子は光導波路の光軸にθだけ傾い
ている。図６から分かるように波長１．５５μｍ以外の
光はパワー反射率が高いので、波長１．５５μｍ以外の
光、つまり増幅された自然放出光は回折格子により反射
され反射戻り光ｃとなる。このＡＳＥからなる反射戻り
光ｃは図中に示したように、２θ傾くことになる。ここ
で、光軸からの角度２θがフィルタ９もしくはパッシブ
光導波路３の導波条件から導かれる光導波路内での全反
射角度を越えるように設計しておけば、反射戻り光ｃは
光導波路の外に放射され半導体光増幅器２には戻らなく
なる。従って、波長１．５５μｍの出射光ｄがパッシブ
光導波路５に出射される。次に、回折格子の角度θにつ
いて簡単に考察する。光導波路内での全反射角θ0cから
は文献（光デバイスのための光結合系の基礎と応用（１
４２頁）：現代工学社）から近似的に θ0c＝ｓｉｎ-1（ｎcore√２Δ） (4) として与えられる。ここで、横方向つまり、２次元を考
えてｎcoreはコアの等価屈折率、Δはコアの等価屈折率
とクラッドの屈折率の比屈折率差である。ｎco reを３．
２、Δを０．５％とすると、全反射角は約１８度とな
る。従って、回折格子を十度程度傾けておけば、反射戻
り光ｃはその２倍の角度でコアとクラッドの境界に入射
することになり、ほとんどの反射戻り光ｃをコア６の外
に放射することができる。またこの回折格子の傾きは小
さいので、光導波路形フィルタの反射特性に与える影響
は小さいと考えられる。
る。図３におけるパッシブ光導波路３の前に図５に示す
ように半導体光増幅器２があるとする。半導体光増幅器
２から出射された増幅光ｂは波長１．５５μｍの信号光
のみならず、半導体光増幅器２が有するゲインの帯域の
ＡＳＥを含んでいる。図３において本発明の光導波路形
フィルタ９内の回折格子は光導波路の光軸にθだけ傾い
ている。図６から分かるように波長１．５５μｍ以外の
光はパワー反射率が高いので、波長１．５５μｍ以外の
光、つまり増幅された自然放出光は回折格子により反射
され反射戻り光ｃとなる。このＡＳＥからなる反射戻り
光ｃは図中に示したように、２θ傾くことになる。ここ
で、光軸からの角度２θがフィルタ９もしくはパッシブ
光導波路３の導波条件から導かれる光導波路内での全反
射角度を越えるように設計しておけば、反射戻り光ｃは
光導波路の外に放射され半導体光増幅器２には戻らなく
なる。従って、波長１．５５μｍの出射光ｄがパッシブ
光導波路５に出射される。次に、回折格子の角度θにつ
いて簡単に考察する。光導波路内での全反射角θ0cから
は文献（光デバイスのための光結合系の基礎と応用（１
４２頁）：現代工学社）から近似的に θ0c＝ｓｉｎ-1（ｎcore√２Δ） (4) として与えられる。ここで、横方向つまり、２次元を考
えてｎcoreはコアの等価屈折率、Δはコアの等価屈折率
とクラッドの屈折率の比屈折率差である。ｎco reを３．
２、Δを０．５％とすると、全反射角は約１８度とな
る。従って、回折格子を十度程度傾けておけば、反射戻
り光ｃはその２倍の角度でコアとクラッドの境界に入射
することになり、ほとんどの反射戻り光ｃをコア６の外
に放射することができる。またこの回折格子の傾きは小
さいので、光導波路形フィルタの反射特性に与える影響
は小さいと考えられる。
【００１２】さらに、コア６と放射する側のクラッド７
の比屈折率差を小さくする、あるいは放射する側が外側
になるように導波路を曲げておく、あるいは、フィルタ
９、パッシブ導波路５におけるコア６とクラッド７の横
方向屈折率差をパッシブ導波路３におけるものよりも大
きくしておくなどしておけば、さらに有効に反射戻り光
ｃを光導波路の外に放射できることは言うまでもない。
の比屈折率差を小さくする、あるいは放射する側が外側
になるように導波路を曲げておく、あるいは、フィルタ
９、パッシブ導波路５におけるコア６とクラッド７の横
方向屈折率差をパッシブ導波路３におけるものよりも大
きくしておくなどしておけば、さらに有効に反射戻り光
ｃを光導波路の外に放射できることは言うまでもない。
【００１３】こうして半導体光増幅器に光が戻らなくな
れば、半導体光増幅器が半導体レーザとして発振する恐
れがなくなるため、図５における半導体光増幅器２に流
す電流を多くでき、その結果ゲインを高くすることが可
能となる。
れば、半導体光増幅器が半導体レーザとして発振する恐
れがなくなるため、図５における半導体光増幅器２に流
す電流を多くでき、その結果ゲインを高くすることが可
能となる。
【００１４】なお、実際には半導体光増幅器２は図５の
パッシブ光導波路１の側にＡＳＥを放射するので、図４
のように半導体光増幅器２の前にも本発明の光導波路形
フィルタ９とパッシブ光導波路１０を構成しておけば、
信号光が伝搬してくる方へのＡＳＥを大幅に除去でき
る。
パッシブ光導波路１の側にＡＳＥを放射するので、図４
のように半導体光増幅器２の前にも本発明の光導波路形
フィルタ９とパッシブ光導波路１０を構成しておけば、
信号光が伝搬してくる方へのＡＳＥを大幅に除去でき
る。
【００１５】なお、半導体導波路形フィルタとしてλ／
４シフト形について説明したが、位相シフトのないタイ
プも使用可能であるし、１個以上の電極を形成し、電流
を注入したり、電圧を印加することにより透過波長を可
変にすることができることは言うまでもない。
４シフト形について説明したが、位相シフトのないタイ
プも使用可能であるし、１個以上の電極を形成し、電流
を注入したり、電圧を印加することにより透過波長を可
変にすることができることは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、不要
な光を光導波路としてカットオフとなるように反射させ
ることにより、光導波路の外に放射できるため、反射戻
り光抑圧の点で優れた種々の用途に適用可能な光導波路
形フィルタを提供することができる。
な光を光導波路としてカットオフとなるように反射させ
ることにより、光導波路の外に放射できるため、反射戻
り光抑圧の点で優れた種々の用途に適用可能な光導波路
形フィルタを提供することができる。
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【図２】本発明の実施例を示す横断面図
【図３】本発明の動作原理を説明する図
【図４】本発明の他の実施例を示す図
【図５】従来例を説明する図
【図６】従来例を説明する図
１，３，５，１０…パッシブ光導波路、２…半導体光増
幅器、４…光導波路形フィルタ、６…コア、７…回折格
子が傾いた（光が反射される）方のクラッド、８…光が
反射されない方のクラッド、９…光導波路形フィルタ。
幅器、４…光導波路形フィルタ、６…コア、７…回折格
子が傾いた（光が反射される）方のクラッド、８…光が
反射されない方のクラッド、９…光導波路形フィルタ。
Claims (3)
- 【請求項１】 コアとクラッドを具備する光導波路に回
折格子を形成した光導波路形フィルタにおいて、 全ての回折格子を、少なくとも一部の光導波路の光軸に
対して斜めに形成することにより、所望の波長の光を前
記回折格子により共振させるとともに透過させ、かつ前
記回折格子により生じる反射戻り光を前記光導波路の導
波条件である全反射角よりも大きくすることにより前記
光導波路に対して放射モードとしたことを特徴とする光
導波路形フィルタ。 - 【請求項２】 回折格子内に位相シフト領域を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の光導波路形フィルタ。 - 【請求項３】 光導波路形フィルタと光増幅部とを組合
わせるとともに、前記組合わせにおいて、前記光導波路
形フィルタを少なくとも最終段に配置したことを特徴と
した請求項１又は２項記載の光導波路形フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22425692A JPH0677571A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光導波路形フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22425692A JPH0677571A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光導波路形フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677571A true JPH0677571A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16810934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22425692A Pending JPH0677571A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光導波路形フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677571A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2738068A1 (fr) * | 1995-08-24 | 1997-02-28 | Alcatel Nv | Amplificateur optique a faible diaphonie et composant incluant cet amplificateur |
| JP2010199627A (ja) * | 2000-02-23 | 2010-09-09 | Fujitsu Ltd | 光増幅器及び光増幅方法 |
| JP2011135008A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
| JP2019179182A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 古河電気工業株式会社 | 光パラメトリック増幅器、光増幅システム、波長変換器および光通信システム |
| CN112740492A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-04-30 | 华为技术有限公司 | 半导体激光器、光发射组件、光线路终端及光网络单元 |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22425692A patent/JPH0677571A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2738068A1 (fr) * | 1995-08-24 | 1997-02-28 | Alcatel Nv | Amplificateur optique a faible diaphonie et composant incluant cet amplificateur |
| EP0762580A1 (fr) * | 1995-08-24 | 1997-03-12 | Alcatel N.V. | Amplificateur optique à faible diaphone |
| JP2010199627A (ja) * | 2000-02-23 | 2010-09-09 | Fujitsu Ltd | 光増幅器及び光増幅方法 |
| JP2011135008A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
| JP2019179182A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 古河電気工業株式会社 | 光パラメトリック増幅器、光増幅システム、波長変換器および光通信システム |
| CN112740492A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-04-30 | 华为技术有限公司 | 半导体激光器、光发射组件、光线路终端及光网络单元 |
| CN112740492B (zh) * | 2019-01-04 | 2023-04-04 | 华为技术有限公司 | 半导体激光器、光发射组件、光线路终端及光网络单元 |
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